UDC 531.717:53.083.62:621.753.1 Methoden voor het vaststellen van rondheidsafwijkingen Meting van variaties in straal Methods for the assessment of departure from roundness Measurement of variations in radius NEDERLANDSE NORM NEN-ISO 4291 1e druk, mei 1987 Dit document mag slechts op een stand-alone PC worden geinstalleerd. Gebruik op een netwerk is alleen. toestaan als een aanvullende licentieovereenkomst voor netwerkgebruik met NEN is afgesloten. This document may only be used on a stand-alone PC. Use in a network is only permitted when a supplementary license agreement for us in a network with NEN has been concluded. 1 Onderwerp en toepassingsgebied Deze norm geeft een methode voor het vaststellen van de rondheidsafwijking door het meten van straalvariaties met behulpvan (taster)instrumenten, die contact maken met het werkstukoppervlak. Dit omvat: a. typen van instrumenten en algemene eisen; b. aanbevelingen voor het gebruik van instrumenten; с werkwijzen voor de kalibratie van instrumenten en het onderzoeken van hun eigenschappen. Deze norm is van toepassing op het vaststellen van de afwijkingen van de ideale rondheid van een werkstuk door middel van het principe van profieltransformatie, onder goed omschreven meetomstandigheden, en betrokken op één van de volgende middelpunten: a. het middelpunt van de kleinste-kwadraten-cirkel; b. het middelpunt van de minimum-zone-cirkels; с het middelpunt van de kleinste omgeschreven cirkel; d. het middelpunt van de grootste ingeschreven cirkel. Elk van deze middelpunten kan zijn eigen bijzondere toepassing hebben. De ligging van het middelpunt van de kleinste-kwadraten-cirkel kan worden berekend met behulp van eenvoudige, expliciete functies, die in de bijlage F worden gegeven. Afwijkingen van de rondheid van het gemeten profiel, te volgen procedure, kalibratie en de bepaling van systematische draaiingsafwijkingen worden beschreven in de bijlagen Atoten met D. Bijlage E geeft richtlijnen voor het weergeven in en het evalueren van polaire registratiediagrammen. Opmerkingen 1. Profieltransformatie wordt gedefinieerd in NEN- ISO 6318. 2. Meetomstandigheden betreffen tevens de taster, frequentiebeperkingen van een elektr(on)isch (golf)filter (indien gebruikt), toelaatbare excentriciteit bij de grafische of digitale weergave van het profiel (in het algemeen 7 % tot 15 % van de gemiddelde straal, volgens bijlage E), de ligging van de gemeten doorsnede(n) ten opzichte van een of ander kenmerk van het werkstuk. 2 Verwijzingen ISO 6318 Measurement of roundness -Terms, definitions and parameters of roundness. 1 ) 3 Definities Ter zake van deze norm zijn de definities van NEN- ISO 6318 van toepassing. 4.1 Instrumenten Typen van instrumenten mené eisen en alge- Instrumenten van het tastertype, in gebruik voor het bepalen van de afwijkingen van ideale rondheid, kunnen tot één van beide typen worden gerekend: a. een taster met opnemer, die ronddraait om een stilstaand werkstuk; b. een ronddraaiend werkstuk, afgetast door een stilstaande taster met opnemer. Al naar gelang de aard van de uitvoergegevens kunnen instrumenten voor het meten van de rondheid worden ondergebracht in twee groepen: a. met profielregistratie; b. met directe weergave van de waarden van de rondheidsparameters. Beide groepen kunnen zijn verenigd in één instrument. Tasterinstrumenten dienen te voldoen aan de eisen volgens 4.1.1 tot en met 4.1.3. 4.1.1 Typen van tasters en hun afmetingen De oppervlaktekenmerken van het werkstuk, dat zal worden gemeten, bepalen in hoge mate de keuze van de taster. Verschillende uitvoeringen zijn toegestaan om tegemoet te komen aan verschillende eisen, die afhangen van de aard en grootte van de oppervlakteonregelmatigheden. Ze worden uitgebeeld in de figuren 1 tot en met 4 (zie ook bijlage B3). Figuur 1 - Bolvormige taster 9 -la 1) In Nederland: NEN-ISO 6318. Figuur 2 - Cilindrische taster NEN-ISO 4291
NEN-ISO 4291 - Biz. 2 Figuur 3 - Bijlvormige taster 4.1.3 De overdracht van het instrument ten aanzien van harmonische golvingen Het gebied van periodieke, harmonische golvingen per omwenteling (gpo) (d.w.z. per 360 ) van het werkstuk, waarop het instrument nog moet kunnen reageren, dient te worden begrensd door waarden uit de volgende tabel: Tabel - Grenswaarden van gpo filters die doorlaten van 1 gpotot 15 50 150 500 1 500 filters die tegenhouden onder 15 50 150 Figuur 4- Eivormige taster De afmetingen ren R van de diverse tasters dienen te worden gekozen uit de volgende waarden: 0,25; 0,8; 2,5; 8 en 25 mm. 4.1.2 Statische tastkracht De tastkracht dient instelbaar te zijn tot maximaal 0,25 N en bij gebruik dient de laagste waarde te worden ingesteld, waarbij nog een voortdurend contact tussen taster en het te meten oppervlak is gegarandeerd. De overdracht bij de kenmerkende grens (gpo) van de frequentieband dient 75 % te zijn van de maximale doorlating binnen die bandbreedte behalve voor 1 gpo, die directe mechanische koppeling tussen ingang en uitgang van het instrument voorstelt (zie opmerking 2c hierna). De doorlatingskarakteristiek van het filter dient gelijk te zijn aan die van twee onafhankelijke RCM-netwerken met gelijke tijdconstante (zie figuur 5). Deze krommen tonen alleen de amplitudedoorlatingskarakteristieken en houden geen rekening met mogelijke faseverschuiving. Een filter met fasecorrectie met bekende kenmerken en met gelijke mate van verzwakking als bij een 2 RCfilter mag worden gebruikt, mits die kenmerken worden opgegeven in het rapport bij de meting. 1) "R" betekent "resistief" en "C" betekent "capacitief". doorlating (%) 1 5 15 50 150 500 1500 aantal golvingen per omwenteling, gpo ^- Figuur 5 - Enkele typische overdrachtskarakteristieken, die de mate van verzwakking weergeven, zoals die bij twee onafhankelijke RC-netwerken met gelijke tijdconstante optreedt
NEN-ISO 4291 - Biz. 3 Opmerkingen 1. Indien een filter nodig is dat hoge frequenties afzwakt, is de 2 RC-vorm in het algemeen aanvaardbaar. Vervorming van het doorgelaten profiel, als gevolg van een ongelijke faseverschuiving bij de hoge frequenties in vergelijking met de lage frequenties, is in het algemeen onbelangrijk. Indien een filter vereist is dat lage frequenties afzwakt, kan vervorming als gevolg van faseverschuiving van belang zijn en er dient rekening mee te worden gehouden, dan wel dient zij te worden voorkómen door gebruik te maken van een filter met fasecorrectie. 2a Het is noodzakelijk goed onderscheid te maken tussen (aantal) golvingen per omwenteling (d.w.z. per 360 ) van het werkstuk en de overdracht van frequenties in hertz (Hz) 1 ) door elektr(on)ische netwerken in het instrument. De frequentie in hertz, opgewekt door het instrument, wordt gegegeven door het aantal harmonische golvingen per 360 in het werkstukoppervlak, vermenigvuldigd met het aantal omwentelingen per seconde van de spil. 2b. Excentriciteit telt als 1 gpo. Een harmonische component met 1 gpo zal worden gevonden indien de omtrek van een werkstuk wordt geëvalueerd vanuit een middelpunt, dat niet samenvalt met het middelpunt van de kleinste-kwadraten-cirkel. 2c Indien elektr(on)ische netwerken in instrumenten nodig zijn voor de overdracht (vanaf hogere waarden) tot 1 gpo, worden ze vaak ontworpen voor overdracht tot frequentie f = 0 Hz, omdat dat de beste manier is om vervorming door faseverschuiving te voorkomen, terwijl tevens kalibratie van het instrument met statische middelen mogelijk wordt. 4.2.3 Opgave van de draaiingsafwijkingen Het roterende onderdeel van het instrument kan, binnen de grenzen van zijn lagering, combinaties vertonen van: a. radiale verplaatsingen evenwijdig aan zichzelf; b. axiale verplaatsingen evenwijdig aan zichzelf; с kanteling (hoekafhankelijke verplaatsing). De grootte van de radiale instrumentafwijking, gemeten door de taster, hangt af van de ligging van het meetvlak langs de draaiingsas. De grootte van de axiale instrumentafwijking hangt af van de straal waarmee op de vlakke standaard wordt gemeten. De axiale en radiale liggingen, die zijn toegepast bij de kalibratie, dienen derhalve te worden vermeld. De radiale instrumentafwijking dient te worden opgegeven bij twee bepaalde en duidelijk uiteenliggende posities langs de draaiingsas of bij één bepaalde positie samen met de mate van verandering van de radiale instrumentafwijking langs de as. De axiale instrumentafwijking dient te worden opgegeven ter plaatse van de draaiingsas en op één bepaalde straal. 4.2 Instrumentenafwijkingen 4.2.1 Totale instrumentenafwijking Dit is het verschil tussen de waarde van de (rondheidslparameter, zoals die door het instrument wordt aangewezen, aangegeven of geregistreerd, en de zuivere waarde van die parameter. De grootte van deze afwijking wordt bepaald indien een kalibratiestandaard wordt gemeten. De totale instrumentafwijking moet worden uitgedrukt als een percentage van de hoogste grenswaarde van het meetgebied, dat wordt gebruikt. Deze afwijking omvat systematische en toevallige komponenten van de spilafwijking, elektrische ruis, trillingen, versterking, enz. 4.2.2 Draaiingsafwijkingen van het instrument De draaiingsafwijkingen worden vastgesteld onder goed omschreven meetcondities op overeengekomen meetplaatsen: a. radiale instrumentafwijking: de waarde van de rondheidsparameter, die door het instrument wordt aangegeven, indien een volkomen ronde en volkomen gecentreerde doorsnede van een kalibratiestandaard wordt gemeten in een richting loodrecht op de referentiedraaiingsas;. b. axiale instrumentafwijking: de waarde, afgeleid van de AZ-parameter (zie bijlage A), zoals die door het instrument wordt aangewezen of aangegeven, indien een volkomen vlakke kalibratiestandaard wordt gemeten en die volkomen loodrecht is uitgericht ten opzichte van de referentiedraaiingsas. Opmerking De componenten van de draaiingsafwijkingen zijn vectoriële grootheden en dienen daarom n/ef algebraïsch te worden opgeteld bij de gemeten waarde van de rondheidsparameter in een poging de draaiingsafwijkingen in rekening te brengen. 1) 1 Hz = 1 periode per seconde.
NEN-ISO 4291 - Biz. 4 (blanco)
NEN-ISO 4291 - Biz. 5 Bijlage A Rondheidsafwijking van het gemeten profiel van een werkstuk In deze norm wordt de afwijking van de ideale rondheid vastgesteld als het verschil tussen de grootste en de kleinste straal van het gemeten profiel van het werkstuk, uitgezet vanuit één van de volgende middelpunten: a. het middelpunt van de kleinste-kwadraten-cirkel (MKKC) (zie figuur 6); b. het middelpunt van de minimum-zone-cirkels (MMZC) (zie figuur 7); с het middelpunt van de kleinste omgeschreven cirkel voor uitwendige oppervlakken (MKOC) (zie figuur 8); d. het middelpunt van de grootste ingeschreven cirkel voor inwendige oppervlakken (MGIC) (zie figuur 9). De grootste en de kleinste stralen in elk van bovengenoemde gevallen worden gewoonlijk gebruikt om een concentrische zone te definiëren. De breedte van die zone wordt aangeduid met AZ, waarbij een index wijst op het betreffende middelpunt. In deze norm worden de volgende indices gebruikt bij: - het middelpunt van de kleinste-kwadraten-cirkel, index q, dus AZ q - het middelpunt van de minimum-zone-cirkels, index z, dus AZ Z - het middelpunt van de kleinste omgeschreven cirkel, index c, dus AZ C - het middelpunt van de grootste ingeschreven cirkel, index i, dus AZ, Opmerking Het gebruik van cirkels, getrokken op de registratieschijf, als zijnde cirkels die om of in het werkstukprofiel passen, vooronderstelt dat het werkstuk in voldoende mate is gecentreerd ten opzichte van de draaiingsas van het instrument (zie bijlage B.1.1, figuur 10 en bijlage F). Figuur 6- Vaststellen van de rondheid AZ q vanuit het middelpunt van de kleinste-kwadraten-cirkel
NEN-ISO 4291 - BIz. 6 Figuur 7 - Vaststellen van de rondheid AZ 2 vanuit het middelpunt van de minimum-zone-cirkels Figuur 8 - Vaststellen van de rondheid AZ C vanuit het middelpunt van de kleinste omgeschreven cirkel
Bestelformulier Stuur naar: NEN Standards Products & Services t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer 10214 2600 WB Delft Ja, ik bestel NEN Standards Products & Services Postbus 5059 2600 GB Delft Vlinderweg 6 2623 AX Delft T (015) 2 690 390 F (015) 2 690 271 www.nen.nl/normshop ex. NEN-ISO 4291:1987 nl Methoden voor het vaststellen van rondheidsafwijkingen - Meting van variaties in straal 133.80 Wilt u deze norm in PDF-formaat? Deze bestelt u eenvoudig via www.nen.nl/normshop Gratis e-mailnieuwsbrieven Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen op het gebied van normen, normalisatie en regelgeving? Neem dan een gratis abonnement op een van onze e-mailnieuwsbrieven. www.nen.nl/nieuwsbrieven Gegevens Bedrijf / Instelling T.a.v. O M O V E-mail Klantnummer NEN Uw ordernummer BTW nummer Postbus / Adres Postcode Plaats Telefoon Fax Factuuradres (indien dit afwijkt van bovenstaand adres) Postbus / Adres Postcode Plaats Datum Handtekening Retourneren Fax: (015) 2 690 271 E-mail: klantenservice@nen.nl Post: NEN Standards Products & Services, t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer 10214, 2600 WB Delft (geen postzegel nodig). Voorwaarden De prijzen zijn geldig tot 31 december 2016, tenzij anders aangegeven. Alle prijzen zijn excl. btw, verzend- en handelingskosten en onder voorbehoud bij o.m. ISO- en IEC-normen. Bestelt u via de normshop een pdf, dan betaalt u geen handeling en verzendkosten. Meer informatie: telefoon (015) 2 690 391, dagelijks van 8.30 tot 17.00 uur. Wijzigingen en typefouten in teksten en prijsinformatie voorbehouden. U kunt onze algemene voorwaarden terugvinden op: www.nen.nl/leveringsvoorwaarden. Normalisatie: de wereld op één lijn. preview - 2016